


基金項目:南京航空航天大學研究生教育教學改革研究項目(項目編號:2020YJXGG12)。
作者簡介:朱靜(1988—),女,博士,講師,研究方向為控制理論與應用。
摘要:針對《學術規范與學術寫作》課程在線資源平臺稀少這一現狀,該文探索該課程教學改革方案,構建基于“互聯網+”的在線課程建設平臺。此平臺由在線授課平臺、在線學習資源平臺和基于人工智能的論文評分系統構成,可以實現跨越時間、跨越空間的課程學習,改變傳統“一言堂”、被動式的傳統教學模型,形成教師與學生教學互動新范式。
關鍵詞: 互聯網+ ?在線課程 ?人工智能 學術寫作
中圖分類號:G434 ?文獻標識碼:A???文章編號:1672-3791(2021)12(c)-0000-00
Abstract: In view of the current situation that the online resource platform of Academic Norms and Academic Writing course is scarce, this paper actively explores the teaching reform under the “Internet+” thought. We build the online course system composed of online teaching platform, online learning resource platform and thesis scoring system based on artificial intelligence techniques to realize the course learning mode beyond the limits of time and space. Consequently, the traditional "one word," passive teaching mode is switched into a new interaction paradigm between teachers and students.
Key Words: Internet+; Online course; Artificial intelligence; Academic writing
學術誠信和學術規范是從事學術活動應該遵循的基本道德要求與行為指南,是科學而理性開展科研活動的重要基礎與基本前提,是維護學術生態系統健康正常發展的重要條件與重要保障。在21世紀初,國外高校就針對學術規范與學術寫作開展實踐研究。2001年,美國波士頓大學成立寫作項目中心,由專兼職教師負責學生英語寫作系列課程教學任務,并要求新生必修英語寫作系列課程。同樣,國內高校也進行了研究生學術規范與學術寫作課程的有益探索與實踐。2011年,大連理工大學開設了研究生寫作與學術規范課程,通過課堂講授、案例教學、實驗訓練3部分有機結合,幫助學生快速掌握文獻數據庫檢索、參考文獻管理工具的使用、借助科學計量學方法及軟件進行文獻綜述寫作等操作實踐。2013年,昆明醫科大學針對本科生中開設《科技論文寫作規范與方法》選修課,課程內容包括科技論文的基本結構(包括題名、署名、中英文摘要、關鍵詞、引言、正文、結論、致謝和參考文獻);科技論文中的量和單位、圖與表、數字的使用、標點的使用;科技論文如何投稿;科技論文如何選題;綜述的寫作,等等。經調查,幾乎所有學生都認為學校有必要開設科技論文寫作課。然而,當前尚沒有高校采取將“學術規范與學術寫作”課程與“互聯網+”環境相結合。目前,有眾多高校將“互聯網+”融入到其他課程中的實踐案例,疫情期間,貴州師范學院采用了釘釘+慕課+藍墨云的方式開展《概率論與數理統計》課程的教學,教學效果良好,網絡不好或基礎較差的學生,可以通過視頻回放來很好地跟進教師的教學進度,同時教師可以掌握每一位學生的學習環境,學生也可以清楚地了解到周圍同學的學習狀態,從而形成良好的學習氛圍。華南師范大學提出了立足于“互聯網+”時代基于產出(Outcome-Based Education,OBE)的教育觀念,在OBE模式下的課程群設計,本質是課程計劃的“反向設計”,明確各門課程、每節課對于實現預期學習產出的貢獻程度,通過構建基于OBE理念的在線開放課程資源結構模型,聯通了在線開放課程資源中的人力資源和物力資源,根據學習產出進行在線開放課程資源的反向設計,關注在線開放課程資源的遞進生成,體現了鮮明的理念創新。
隨著信息爆炸時代的來臨,將《學術規范與學術寫作》課程與“互聯網+”環境進行融合無疑是一個很好的嘗試,不僅能夠激發學生的學習興趣,還能提高整體的教學效率與質量。區別于傳統的教學方法,該課題中所涉及的“互聯網+”模式通過互聯網與傳統高等教育進行聯合或融合,扭轉過去教師“一言堂”講課、學生被動接受課堂內容的單一教學模式,激發學生參與課堂的積極性,提高教學效率與質量。互聯網思維通過將互聯網開放、共享、平等與自由的特征與高等教育的本質規律相結合,能改變傳統教育教學觀念,形成對學習者、課程、學校等教育相關因素的定位與作用的重新思考,擯棄傳統教育的同心圓模式,實現無中心的后現代分散模式。因此,推進《學術規范與學術寫作》在線課程建設具有非常重要的意義。
1“互聯網+”教學模式探索
我國社會已經在整體上進入了信息化時代,目前網絡技術、網絡規模及其網絡經濟已經躍居世界首位。李克強總理在2015年《政府工作報告》中先后8次提到互聯網、移動互聯網等新興行業,并且提出了“互聯網+”這個新概念[1]。“互聯網+”近幾年在中國得到迅猛發展,不但提升了傳統行業的層次,也給各個領域的發展帶來了機遇與挑戰。而對于中國教育領域,“互聯網+”意味著中國高等教育正進入到一場基于信息技術的更偉大的變革中。
“互聯網+”教學模式發展趨勢主要體現在以下4個方面。
1.1“互聯網+”課程
“互聯網+”課程讓整個學校課程,從組織結構到基本內容都發生巨大變化。正是因為具有海量資源的互聯網的存在,才使得高等教育中各學科課程內容全面拓展與更新,適合學生的諸多前沿知識能夠及時地進入課堂。例如:目前很多學生可以利用互聯網,獲取國外很多著名高校的教學視頻與原版電子教材,這樣在學好課程的同時,也能拓展國際視野,提高英文水平。當前,已有許多高校課程采用“互聯網+”的課程模式[2-3],通過信息化技術創造課程嶄新興趣點,提高學生對課程的興趣,增加課程多元化程度。
1.2“互聯網+”教學
目前網絡上已經具備了很多的教學平臺、教學系統、教學軟件、教學視頻[4-6]。與傳統的“粉筆—黑板—教案”三合一教學平臺不同,“互聯網+”教學模式采用由移動端、固定端等網絡終端構成的教學平臺,幫助教師提升教學手段,大大提升了教學質量。隨著互聯網技術的不斷發展,以先學后教為特征的“翻轉課堂”才真正成為現實,新型教學模式逐漸成為主流。與此同時,教學中師生可以通過互聯網和各種溝通軟件,可以隨時隨地與學生進行對等交流,使得課堂教學突破時間和空間的限制,變得更為便攜,手段更為豐富。
1.3“互聯網+”學習
“互聯網+”學習代表了學生學習觀念與行為方式的轉變。通過互聯網,學生學習的主觀能動性得以強化,他們通過網絡尋找到學習的需求與價值,尋找到高效的學習方式,快速解開諸多的學習疑惑[7-8]。互聯網的優化和集成作用在課程的學習過程中發揮了重要的加強作用,可以徹底顛覆傳統被動式的學習模式,提高學生課堂內外學習的主動性和高效性。當互聯網技術成為學生手中的利器,學生才能真正確立主體地位,擺脫學習的被動感,自主學習才能從口號變為實際行動。另一方面,對于教師而言,教師遠程培訓的興起完全基于互聯網技術的發展,而教師終身學習的理念也在互聯網世界里變得現實。互聯網不但改變著教師的教學態度和技能,同樣也改變了教師的教學態度和方法。
1.4“互聯網+”評價
在高等教育領域里,網評已經成為現代教育教學管理工作的重要手段。學生通過網絡平臺,給教師的教育教學打分,而管理機構也通過網絡大數據對教師的教育教學活動及時進行相應的評價與監控,確保教師都能獲得良性發展。此外,“互聯網+”評價改變的不僅僅是上述評價的方式,更大的變化還有評價的內容或標準。例如傳統教育教學體制下,教師的教育教學水平基本由學生的成績來體現,而在“互聯網+”時代,教師的信息組織與整合、教師教育教學研究成果的轉化、教師積累的經驗通過互聯網獲得共享的程度等,都將成為教師考評的重要指標。
推行“互聯網+”教學模式要求老師在教學過程中突出學生主體地位,給學生以“學”的主動權,使學生成為教學活動中心;這一教學模式要求學生主動參與、主動探索、主動思考、主動實踐,在教學過程中積極開展師生互動、生生互動和人境互動,從而不斷提高學生的認知水平和發展能力[9-11]。
2“互聯網+”在線課程建設
該課程建設通過對照社會和教育發展要求,將《學術規范與學術寫作》課程與互聯網相結合,搭建學習平臺、學習資源平臺和AI評分系統,方便教師管理,使教師能更好地與學生進行溝通交流,形成良性互動。同時,學生可以通過平臺學習,學會遵守和維護學術道德,堅持堅守學術程序,了解并掌握更多的學術寫作技巧,獲取更多的論文寫作案例,從而提升自身論文寫作的水平。搭建基于“互聯網+”的在線課程具體包括:(1)在線授課平臺;(2)在線學習資源平臺;(3)基于人工智能的論文評分系統建設。
2.1 在線授課平臺建設
目前,已知的大多數在線教學資源平臺的開發都會采用框架技術結構來作為整個平臺設計和開發維護的基礎。框架結構分工明晰,程序易于讀懂和交接,而且維護方便,可以準確找到錯誤點的具體位置。在這種框架的設計和實現中,大多都包含數據庫訪問、安全性、個性化、擴展性等大量的軟件技術,這些技術不僅要整合在一起,還要進行相互的通信和訪問。由于新冠肺炎疫情的影響,使用可靠有效的在線平臺進行課程管理和在線學習非常必要。但是,現有在線教學資源平臺多數強調以教師或管理者為中心,強調對于學習資源的組織和開發,導致開發出的學習平臺缺乏交互性和協作性,不能充分調動學習者的學習興趣。并且,現在普遍使用的框架結構也有它的缺點。例如,運行不穩定、上傳資料有限或對課程分類不明晰等。因此,如何在確保平臺開發的安全性與可靠性的前提下,將用戶體驗進行全面提升構建友好的交互形式,面向學習人群開發新的實用功能都是需要著重解決的問題。
隨著互聯網技術的成熟,基于 Web 的網上課程教學[12-13]越來越受到教師與學生的歡迎。該課題搭建基于Web的在線課程管理系統,功能展示如圖1所示。該系統具有注冊、登錄、密碼找回等基本功能,可以實現教師用戶、學生用戶和管理員用戶的獨立管理。同時該系統具有良好的可擴展性,可以添加和刪除模塊功能,有機嵌入網絡上海量的在線學習資源,實現在線學習、案例查詢、AI智能打分等功能。與此同時,還擬搭建基于云平臺的移動終端在線課程學習系統,使得課程學習方式、形式、地點更加多元化、便攜化,和固定端的在線課程管理系統互為補充,極大地豐富了學生的課程學習體驗,提高課程學習效率。
目前在線教學資源平臺的開發技術較為穩定和全面,但如何更好地提升針對學生用戶群的服務和增加更多實用性功能仍然是亟待解決的問題。首先,應當開發更多完善的功能來滿足用戶體驗,良好的互動界面和交互形式也是提升用戶對平臺滿意率的重要指標。其次,針對近年來備受關注的學術不端行為的相關問題,可以作為一個創新的開發點,來向用戶科普學術不端行為,并提供廣泛案例。總體來說,該設計應包含基礎的管理員、學生、教師3個用戶端,實現登錄、注冊、在線觀看、上傳下載海量課程及相關文件、討論回復、發布和查看公告等諸多基本功能,并拓展開發出學術不端行為查詢模塊。同時,完善頁面設計,提升用戶的使用體驗。在具體的開發過程中,采用 HTML、JAVA 等編程語言實現固定網絡終端,即 Web 端的在線授課平臺建設,實現課程的開發、設計與管理。數據庫采用 SQLServer 技術,系統采用 B/S及 C/S 架構,以實現多模塊搭建與集成功能。
2.2 在線學習資源平臺建設
《學術規范與學術寫作》在線學習資源平臺實現功能如圖2所示,該模塊搭建在在線課程管理系統平臺上,提供留言板、建立班級、課程簽到、交流討論區,同時搭載“互聯網+” 學術寫作訓練系統,內含海量的論文寫作案例、論文寫作規范準則、期刊論文和學位論文寫作技巧等,可以在學生的課外時間自主學習使用。同時教師用戶具備查詢功能,可以查看敘學生的自學進度、自我成果,用于增長對學生課外學習的掌握和了解,對后續課程進行起到了很好的預警和評估作用,也可用于對學生課程學習的平時分數衡量指標,形成跨越空間、時間的師生、生生互動及人機互動。面對用戶體驗的提升,在線學習資源平臺主要分為系統管理端模塊和用戶使用端模塊這兩大功能模塊。管理端模塊主要負責整個系統的配置及系統安全運行保證。管理端模塊包括用戶管理、權限管理、角色管理、日志管理及元數據管理等五大子模塊。管理員在此模塊中擁有最高權限。用戶使用模塊則包括教學者和學習者用戶使用兩個子模塊。教學者和學習者在系統中具有不同的操作權限。
在線學習平臺的搭建除了考慮固定網絡終端,還設計實現基于云平臺的移動終端(手機)課程應用,及基于微信小程序的應用建設。云計算技術以及大數據技術的發展,使得在線學習系統的實施具有了更多的條件,其成本較低、服務質量較高,具有較高的穩定性與靈活度,這都為在線學習系統的開發奠定了較好的基礎。
綜上所述,在線教育系統需要結合先進的數字資源來為不同類型的學習者提供便捷的學習通道,并為學習者之間的溝通以及學習效果測評等提供便利,確保學習效果能夠得到明顯的改善。在具體的實現中,采用Java語言作為編程語言,應用的Android studio作為開發工具,來打造構建移動端(安卓端)在線學習應用端。
2.3 基于機器學習的論文評分系統建設
一個學術論文評分系統本質上屬于文本分類(Text Classification)問題,是自然語言處理(Natural Language Processing,NLP)的一個重要的應用方向。自然語言處理是以語言為對象,利用計算機技術來分析、理解和處理自然語言的一門學科,是有關語言學、統計學、計算機科學、機器學習和人工智能的交叉學科,廣泛應用于機器翻譯、觀點提取、文本分類、對話系統、語音識別和文字識別等領域。文本分類的主要目的就是將大量無類別文本進行歸類處理,與數學中映射的概念類似,文本分類就在于需要訓練出某個映射規則來對未知類別的文本進行分類,可以計算待分類文本與類別的關聯程度,利用規則計算得到分類結果。常見的機器學習分類器模型有樸素貝葉斯(Naive Bayes,NB)、支持向量機(Support Vector Machines,SVM)、k-近鄰法(K-Nearest Neighbor,KNN)、隨機森林(Random Forest,RF)、決策樹(Decision Tree,DT)和邏輯回歸(Logistic Regression,LR)等。深度學習作為機器學習的一種,在自然語言處理領域有了廣泛的應用。深度學習通過建立多層神經網絡,包括前饋神經網絡、卷積神經網絡、循環神經網絡等類型,能夠逐層抽象和提取出數據特征。深度學習模型可以通過訓練從經驗和數據中得到性能的提高,同時深度學習能夠使模型自動學習數據的特征表示,相比傳統機器學習,避免了大量人工特征提取。這讓深度學習能夠很好地勝任語義處理等工作。自然語言處理是(NLP)是計算機或者系統真正理解人類語言并且以與人類相同的方式處理它的能力。自然語言處理技術隨著深度學習的發展而在各領域得到廣泛應用,如機器翻譯、文本分類、寫作糾錯等。SVM的應用范圍很廣泛,最初應用于模式識別方面,后來被應用到圖像檢索與識別、語音識別、人臉識別和文本分類中。SVM在處理小樣本、非線性和高維向量的模式識別問題中表現出了很大的優勢。在文本分類中可以通過對訓練集進行測試得到樣本類別,然后依據得到的類別對測試集進行分類。SVM的關鍵在于核函數,低維空間向量集通常難于劃分,解決的辦法就是將它們映射到高維空間,可是在高維空間中計算又會使得計算復雜度增加,核函數的出現正好巧妙地解決了這個問題。選用適當的核函數,既可以得到高維空間的分類函數,又避免了大量的計算。
該課程搭建基于機器學習的虛擬評分系統,可以對學生的論文寫作效果學習進行評估和打分(如圖3所示)。具體實現中,采用基于循環神經網絡(RNN)[14-15]和支出向量機(SVM)建立學術論文智能評分系統 [16-19],通過對大量的論文樣例學習之后,掌握論文評價指標的各種特征,從而為學生的自主學習成果進行檢驗。該系統具有查重、格式審查(是否滿足論文格式要求,學術論文和小論文兩類)、形式審查(是否滿足寫作原則、要求)、給出評分、得分原因解析及改進建議。在具體的實現中,利用python包對文本進行預處理,轉換為計算機能夠處理的序列。實現對文本數據基本的操作,如獲取、搜索、計數和分類等。該課題針對學術論文寫作中的重復率、格式和形式規范性問題,提出基于循環神經網絡的學術論文智能評分系統,解決學術論文寫作中學生所會遇到的重復率過高、格式不規范等問題,同時為論文寫作者提供相應的評分和建議。系統的成功搭建將是深度學習(循環神經網絡)在自然語言處理上又一成功應用,并且為論文寫作初試者提供一定程度上的指導,在杜絕學術不端的道路上邁出前進的一步。
3結語
高等院校培養為社會服務的創新型人才,學生論文創作是表達創新主要的形式,因此《學術規范與學術寫作》課程建設必要且有意義。該文借助“互聯網+”教學模式,通過搭建基于“互聯網+”的在線課程系統,提高教師集體的教學水平,使教師之間形成一種合力,互為顧問、協調者、合作者和建議者,差異互補、優勢互取;打破傳統授課模型下的“一言堂”、被動式的教學形式,促進學生自主學習,提高學生的參與意識、培養學生的合作精神及提高的實踐和創新能力,全面提升學生的綜合素質。
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